DE3335115A1

DE3335115A1 - THYRISTOR WITH HIGH PRELOADABILITY

Info

Publication number: DE3335115A1
Application number: DE19833335115
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Itami Hyogo Nakagawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-09-28
Filing date: 1983-09-28
Publication date: 1984-05-10
Also published as: DE3335115C2; JPS5958866A; US4639276A

Description

MITSUBISHI DENKI KABUSHIKI KAISHA
TOKYO / JAPAN
5MITSUBISHI DENKI KABUSHIKI KAISHA
TOKYO / JAPAN
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Thyristor mit hoher Vorspannungsbelastbarkeit 10High bias load capacity thyristor 10

Die Erfindung betrifft allgemein einen Thyristor, insbesondere einen solchen, der höhere Überspannungsbelastungen aushält.The invention relates generally to a thyristor, and more particularly to one capable of higher overvoltage loads endures.

Die Merkmale der Erfindung werden nachfolgend unter besonderer Bezugnahme auf p-Tor-Thyristoren beschrieben, von denen ein typischer Vertreter im Schnitt in Fig. 1 dargestellt ist. In dieser Zeichnung ist ein n-Halbleitersubstrat dargestellt, das als η-Basisschicht 1 wirkt (nachfolgend n_-Schicht bezeichnet). Eine p-Basisschicht 2 (p -Schicht) ist auf der oberen Fläche der n-Basisschicht 1 formiert. Eine p-Emitterschicht 3 (p_E~Schicht) ist auf der unteren Fläche der η -Schicht 1 ausgebildet.The features of the invention are described below with particular reference to p-gate thyristors, a typical representative of which is shown in section in FIG. In this drawing, an n-type semiconductor substrate is shown, which acts as the η base layer 1 (hereinafter referred to as the n_-layer). A p base layer 2 (p layer) is formed on the upper surface of the n base layer 1. A p-emitter layer 3 (p _E ~ layer) is formed on the lower surface of the η -layer 1.

Eine n-Emitterschicht 4 (n_-Schicht) ist auf der oberen Fläche der ρ -Schicht 2 derart ausgebildet, daß sie sie zu einem Teil umgibt. Ein p-Torbereich 5 ergibt sich aus dem Teil der Oberflächen ρ -Schicht 2, der von der n_-Schicht 4 umgeben ist. Eine Anode 6 ist auf der unte-An n-emitter layer 4 (n_-layer) is on top Surface of the ρ layer 2 formed so that it surrounds it to a part. A p-gate region 5 results from the part of the surface ρ -layer 2, which is from the n_-layer 4 is surrounded. An anode 6 is on the lower

gO ren Fläche der p_-Schicht 3 und eine Kathode 7 auf der Oberfläche der η -Schicht 4 ausgebildet. Eine Torelektrode 8 ist auf der Oberfläche des p-Torbereichs 5 formiert. Die Randkanten der ρ -Schicht 3, der η -Schicht 1, der ρ -Schicht 2 und der η -Schicht 4 sind, wie bei 9gO ren surface of the p_-layer 3 and a cathode 7 on the Surface of the η layer 4 is formed. A gate electrode 8 is formed on the surface of the p-gate region 5. The marginal edges of the ρ -layer 3, the η -layer 1, the ρ -layer 2 and the η -layer 4 are as in 9

gg gezeigt, abgeschrägt, um auf diese Weise das elektrische Feld an der Oberfläche zu verringern. Ein Oberflächenstabilisierungsfilm 10 ist auf die Schrägflächen 9 auf-gg shown beveled this way the electrical Decrease field on the surface. A surface stabilization film 10 is on the inclined surfaces 9

geklebt. Als Folge dieses Aufhaus ergibt sich ein pnübergang J₁ zwischen der η -Schicht 1 und der p_E-Schicht 3, ein pn-übergang J- zwischen n_-Schicht 1 und ρ Schicht 2 und ein pn-übergang J, zwischen ρ -Schicht 2glued. As a result of this rise, there is a pn junction J ₁ between the η layer 1 and the p _E layer 3, a pn junction J between n_-layer 1 and ρ layer 2 and a pn junction J between ρ layer 2

■J D■ J D

und n_-Schicht 4.and n_-layer 4.

Bei einem Thyristor mit Aufbau nach Fig. 1 ist die zulässige Vorspannung in Sperrichtung bestimmt durch die Sperrfähigkeit des pn-übergangs J.. , und die zulässige Vorspannung in Durchlaßrichtung ist bestimmt durch die Sperrfähigkeit des pn-übergangs J~. Die zulässige Vorspannung an diesen beiden übergängen ist durch die Störstellenkonzentration N der n_ß-Schicht 1 und dieIn a thyristor with the structure according to FIG. 1, the permissible bias in the reverse direction is determined by the blocking capacity of the pn junction J .., and the permissible bias in the forward direction is determined by the blocking capacity of the pn junction J ~. The permissible bias at these two transitions is due to the impurity concentration N of the n _ß -layer 1 and the

Dicke W „ der n_D-Schicht 1 bestimmt. Wenn J₁ und J₀ nc D ι £ Thickness W "of the n _D layer 1 is determined. If J ₁ and J ₀ nc D ι £

jeweils Stromübergänge sind, dann ist die zulässige Spannung V gegeben durch 5,6x10 N , wenn die zulässige Spannung durch den Lawinendurchbruch bestimmt wird. Wenn an jeden übergang die Vorspannung V in Sperrichtung angelegt wird, dann ist die Ausbreitungare current transitions, then the permissible voltage V is given by 5.6x10 N, if the permissible voltage is determined by the avalanche breakdown. If the bias voltage V in Blocking direction is applied, then the spread is

1 /2 -1 /2 der Verarmungsschicht W gegeben durch 3,62XV⁷ χ Ν1/2 -1 / 2 of the depletion layer W given by 3.62XV ⁷ χ Ν

Bei den meisten Thyristoren besteht die n_,-Schicht 1 aus einem Einkristall-Siliciumplättchen, das im Ziehverfahren aus der flüssigen Schmelze (FZ-Verfahren) hergestellt ist. Ein Beispiel der Verteilung des spezifischen Widerstandes im FZ-Plättchen in radialer Richtung ist in Fig. 2 dargestellt, in der auf der horizontalen Achse der Ort eines bestimmten Bereichs in radialer Richtung, gemessen vom Rand des Plättchens, und an der vertikalen Achse der spezifische Widerstand in Ohm · cm dieses Bereichs aufgetragen sind. Da der spezifische Widerstand im Prinzip zur Störstellenkonzentration umgekehrt proportional ist, kann die Verteilung des spezifischen Widerstandes als Anzeige für die Verteilung der Störstellenkonzentration betrachtet werden.Most thyristors have the n_, - layer 1 from a single crystal silicon wafer, which is drawn from the liquid melt in the pulling process (FZ process) is made. An example of the distribution of the specific resistance in the FZ plate in the radial direction is shown in Fig. 2, in which on the horizontal axis the location of a certain area in the radial Direction, measured from the edge of the plate, and the specific resistance on the vertical axis in Ohm · cm of this area are plotted. Since the specific resistance is in principle related to the concentration of impurities is inversely proportional, the distribution of the resistivity can be used as an indication of the distribution the impurity concentration can be considered.

In der Fig. 2 kennzeichnet (a) den Bereich mit der höchsten, (b) den Bereich mit der niedrigsten Stör-Stellenkonzentration. Die Schwankung der Störstellenkonzentration im FZ-Plättchen liegt bei ± 15%.In FIG. 2, (a) denotes the area with the highest, (b) the area with the lowest impurity concentration. The fluctuation in the concentration of impurities in the FC platelet is ± 15%.

Bei einem üblichen Thyristor, in dem ein FZ-Plättchen verwendet wird, ist die zulässige Vorspannung V_x, durchIn a conventional thyristor in which an FZ plate is used, the permissible bias voltage V _{x is} through

DUYOU

die zulässige Vorspannung V . . im Bereich (A) (s. Fig. 1) bestimmt, der dem Bereich (a) entspricht, welcher die höchste Störstellenkonzentration hat, so daß die zulässige Vorspannung V_. durch die Störstellenkon-the permissible bias voltage V. . in area (A) (s. Fig. 1), which corresponds to the region (a) which has the highest impurity concentration, so that the permissible bias voltage V_. through the impurity con-

DUYOU

zentration in diesem Bereich bestimmt ist. Es tritt kein Durchgriff auf, wenn die Dicke W _ der η -Schichtcentering in this area is determined. There is no penetration if the thickness W _ of the η layer

TIo aTIo a

1 größer als die Störstellenausbreitung W bei der Vorspannung V , . der Verarmungsschicht in dem Teil (nicht gezeigt) der η -Schicht 1 ist, der im Bereich1 greater than the impurity propagation W at the bias voltage V,. the depletion layer in the part (not shown) of the η layer 1 is that in the area

JdJd

(b) der geringsten Störstellenkonzentration entspricht. Folglich ist die zulässige Vorspannung V_ des Thyri-(b) corresponds to the lowest concentration of impurities. Consequently, the permissible bias voltage V_ of the thyrian

JdOJdO

stors durch die Lawinendurchbruchspannung V , . im Bereich (A) der n_D-Schicht 1 bestimmt. Wenn die über-stors by the avalanche breakdown voltage V,. determined in the area (A) of the n _D layer 1. If the over-

JdJd

spannung in Durchlaßrichtung größer als V ._. ist, die an einen gewöhnlichen Transistor mit FZ-Plättchen angelegt wird, so fließt ein lokaler Strom im Bereich (A) der η,,-Schicht 1 und zündet den Thyristor. Während der gezündete Bereich sich nur langsam ausdehnt, entsteht im Bereich (A) ein überhitzungsfleck, so daß der Thyristor zerstört wird. Die gleiche Erscheinung tritt auf, wenn die überspannung in der Sperrichtung angelegt wird. Es war jedoch bisher schwierig, das Stehvermögen herkömmlicher Thyristoren gegenüber Überspannungen zu steigern, weil das räumliche Auftreten des Bereichsforward voltage greater than V ._. is the is applied to an ordinary transistor with an FZ plate, a local current flows in area (A) the η ,, - layer 1 and ignites the thyristor. During the ignited area only slowly expands, an overheating spot is created in area (A), so that the thyristor gets destroyed. The same phenomenon occurs when the overvoltage is applied in the reverse direction will. Up to now, however, it has been difficult to maintain the ability of conventional thyristors to withstand overvoltages increase because the spatial appearance of the area

(A) der η -Schicht 1, an der die höchste Störstellen-Jd (A) the η layer 1 on which the highest impurity Jd

konzentration auftritt, gewöhnlich unbekannt ist. Eine verbesserte Version des FZ-Plättchens ist imconcentration occurs, is usually unknown. An improved version of the FZ plate is in the

Handel erhältlich, welche eine relativ gleichmäßige Verteilung der Störstellenkonzentrationen dadurch erhält/ daß Si in einem FZ-Plättchen von hohem spezifischen Widerstand durch Neutronenbestrahlung in ρ umgewandelt wird, d.h., durch Kernreaktion werden einige der Siliciumatome in Phosphoratome umgewandelt, die dann n-Störstellenatome sind. Das sog. NTD-FZ-Plättchen besitzt ein Profil des spezifischen Widerstandes in radialer Richtung, wie es in der Fig. 3 dargestellt ist, bei der an der horizontalen und an der vertikalen Achse- dieselben Parameter wie in Fig. 2 angetragen sind und der Bereich (a) die höchste, der Bereich (b) die niedrigste StörStellenkonzentration haben. Die Schwankungsbreite der Störstellenkonzentration in einem NTD-FZ-Plättchen liegt innerhalb von ± 5%, und die Verteilung der Störstellenkonzentrationen in dem Plättchen ist gleichmäßiger als in dem in Fig. 2 gezeigten FZ-Plättchen. Dennoch ist der Ort der Zone (A) in der n_n-Schicht 1 eines Thyristors, bei dem ein solches Plättchen verwendet wird, an dem die höchste Störstellenkonzentration auftritt, nicht exakt bekannt, so daß eine Erhöhung der Spannungstoleranz des Thyristors auch nicht weniger schwierig ist als im Falle eines Thyristors, der ein gewöhnliches FZ-Plättchen verwendet.Commercially available which obtain a relatively even distribution of the impurity concentrations by converting Si in an FZ plate of high resistivity to ρ by neutron irradiation, i.e. some of the silicon atoms are converted into phosphorus atoms by nuclear reaction, which are then n-type impurity atoms. The so-called. NTD-FZ plate has a specific resistance profile in the radial direction, as shown in FIG. 3, in which the same parameters are plotted on the horizontal and vertical axes as in FIG Area (a) have the highest, area (b) the lowest concentration of impurities. The fluctuation range of the impurity concentration in an NTD-FZ plate is within ± 5%, and the distribution of the impurity concentration in the plate is more uniform than in the FZ plate shown in FIG. Nevertheless, the location of zone (A) in the n _n layer 1 of a thyristor in which such a plate is used, at which the highest concentration of impurities occurs, is not exactly known, so that an increase in the voltage tolerance of the thyristor is no less difficult is than in the case of a thyristor using an ordinary FZ plate.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die mit herkömmlichen Transistoren einhergehenden Schwierigkeiten zu beseitigen und einen Thyristor zu schaffen, der höheren Überspannungen dadurch gewachsen ist, daß eine Basisschicht einer ersten Leitfähigkeitstype formiert wird, die eine höhere StörStellenkonzentration in einer Zone unterhalb des Torbereichs der zweiten Leitfähigkeitstype als in jeder anderen Zone der Basisschicht aufweist.The invention is based on the problem of solving the difficulties associated with conventional transistors to eliminate and to create a thyristor that can cope with higher overvoltages by having a Base layer of a first conductivity type is formed which has a higher concentration of impurities in a zone below the gate area of the second conductivity type than in any other zone of the base layer.

Die Zeichnung zeigt im einzelnen inThe drawing shows in detail

Fig. 1 einen Querschnitt eines p-Tor-Thyristors,1 shows a cross section of a p-gate thyristor,

dessen Aufbau sowohl für herkömmliche als auch für erfindungsgemäße Thyristoren verwendet wird;the structure of which is used both for conventional thyristors and for thyristors according to the invention will;

Fig. 2 die Verteilung des spezifischen WiderstandesFig. 2 shows the distribution of the specific resistance

in radialer Richtung bei einem FZ-Plättchen, das in herkömmlichen Thyristoren eingesetzt wird;in the radial direction for an FZ plate that is used in conventional thyristors will;

Fig. 3 die Verteilung des spezifischen Widerstandes3 shows the distribution of the specific resistance

in radialer Richtung eines NTD-FZ-Plättchens, das bei herkömmlichen Thyristoren Verwendung findet;in the radial direction of an NTD-FZ plate, which is used in conventional thyristors;

Fig. 4 die Verteilung des spezifischen Widerstandes4 shows the distribution of the specific resistance

eines MCZ-Plättchens in radialer Richtung;an MCZ plate in the radial direction;

Fig. 5(a) ein Diffusionsprofil eines p-Tor-Thyristors gemäß der Erfindung entlang der Linie Va-Va in Fig. 1 undFig. 5 (a) shows a diffusion profile of a p-gate thyristor according to the invention along the line Va-Va in Fig. 1 and

Fig. 5(b) ein Diffusionsprofil desselben Thyristors entlang der Linie Vb-Vb.Fig. 5 (b) is a diffusion profile of the same thyristor along the line Vb-Vb.

Ein p-Tor-Thyristor nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (C) der η -Schicht 1 gemäß Fig. 1, der sich unterhalb des p-Torbereichs 5 befindet/ eine höhere Störstellenkonzentration als jeder andere Bereich der η -Schicht hat. Das Funktionsprinzip dieses p-Tor-Thyristors ist nachfolgend mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben.A p-gate thyristor according to an embodiment of the invention is characterized in that the area (C) of the η layer 1 according to FIG. 1, which is located below the p-gate region 5 / a higher concentration of impurities than any other area of the η -layer. The principle of operation of this p-gate thyristor is is described below with reference to FIG. 1.

Wenn in Durchlaßrichtung an den Thyristor eine überspannung angelegt wird, fließt Strom von der ρ-,-Schicht 3 ausgehend, durchtritt den Bereich (C), der in der n_ß-Schicht 1 die höchste Störstellenkonzentration hat, und fließt anschließend durch den p-Torbereich 5 in der p_,-Schicht 2, bevor er in die Grenzschicht zur n„-If an overvoltage is applied to the thyristor in the forward direction, current flows from the ρ - layer 3, passes through the region (C), which has _{the highest concentration of impurities in the n ß} layer 1, and then flows through the p- Gate area 5 in the p _, - layer 2, before it enters the boundary layer to the n "-

O Γι O Γι

Schicht 4 gelangt. Dieser Strom wirkt wie ein gewöhnli- IQ eher Torstrom und induziert die Elektroneninjektion in der p_-Schicht 2 aus der Grenzschicht zwischen der n_- Schicht 4 und dem p-Torbereich 5. Diese Injektion von Elektronen "zündet" den überwiegenden Teil des Grenzbereichs zwischen der p_,-Schicht 2 und der η -Schicht 1. I^ Dieses Zünden oder Einschalten bewirkt in keiner Weise einen zerstörenden heißen Fleck in der η -Schicht 1, so daß die Widerstandsfähigkeit des Thyristors gegenüber überspannung beträchtlich erhöht worden ist. Derselbe Effekt tritt ein, wenn an den Thyristor eine überspannung in Sperrichtung gelegt wird.Layer 4 arrives. This current acts as a gewöhnli- IQ rather gate current and induces the electron injection into the p_-layer 2 of the boundary layer between the n_- layer 4 and the p-gate region 5. This injection "fires" of electrons the predominant part of the boundary region between the p _, - layer 2 and the η -layer 1. I ^ This ignition or switching on does not in any way cause a destructive hot spot in the η -layer 1, so that the resistance of the thyristor to overvoltage has been increased considerably. The same effect occurs if an overvoltage is applied to the thyristor in the reverse direction.

Ein Thyristor, der diese vorteilhafte Eigenschaft hat, kann leicht aus einem Plättchen hergestellt werden, das einen genau definierten Bereich mit der höchsten StörStellenkonzentration hat, wobei dann das Plättchen so angeordnet wird, daß der Bereich mit der höchsten Störstellenkonzentration den Abschnitt der n_B-Schicht bildet, der sich unterhalb des p-Torbereichs 5 befindet. Ein dafür geeignetes Plättchen ist ein MCZ-Plätt-A thyristor having this advantageous property can easily be made from a chip having a well-defined region with the highest impurity concentration, the chip then being arranged so that the region with the highest impurity concentration is the portion of the n _B layer which is located below the p-gate region 5. A suitable plate is an MCZ plate

go chen, dessen Störstellenkonzentrationsverteilung derjenigen eines NTD-FZ-Plättchens im wesentlichen gleich ist. Dieses MCZ-Plättchen läßt sich dadurch gewinnen, daß in Richtung senkrecht zur Konvektion der Siliciumschmelze, aus der ein Einkristall-Siliciumstab imgo chen, whose impurity concentration distribution of those of an NTD-FZ plate is essentially the same. This MCZ token can be won by that in the direction perpendicular to the convection of the silicon melt, from which a single crystal silicon rod im

gg Czochralski-Verfahren (CZ) ein Magnetfeld angelegt wird. Eine Störstellenverteilung, bei der die Konzentration der Störstellen im Zentrum höher ist als imgg Czochralski method (CZ) a magnetic field is applied will. An impurity distribution in which the concentration of the impurities in the center is higher than in the

Peripheriebereich_Γ läßt sieh durch Manipulation beim Ziehen des Kristallstabes in der Art erhalten, daß die Temperatur im Grenzbereich zwischen der Siliciumschmelze und dem gezogenen Stab im Zentrum höher als in den Randbereichen des Stabes ist.Peripheral area _Γ can be obtained by manipulation when pulling the crystal rod in such a way that the temperature in the boundary area between the silicon melt and the drawn rod is higher in the center than in the edge areas of the rod.

Ein Beispiel der Verteilung des spezifischen Widerstandes in einem MCZ-Plättchen in radialer Richtung ist in Fig. 4 dargestellt, wobei die Parameter der Darstellung mit denen in der Fig. 2 übereinstimmen. In der Fig. 4 ist mit (c) das Zentrum des MCZ-Plättchens gekennzeichnet, in dem die höchste Störstellenkonzentration vorliegt. Ansonsten ist erkennbar, daß die Schwankung der Störstellenkonzentration im MCZ-Plättchen in derselben Größenordnung vorliegt wie beim NTD-FZ-Plättchen gemäß Fig. 3, jedoch tritt für das MCZ-Plättchen hinzu, daß in der Mitte die Störstellenkonzentration höher ist als in den Randbereichen.An example of the distribution of the specific resistance in an MCZ plate in the radial direction is shown in FIG 4, the parameters of the illustration agreeing with those in FIG. In FIG. 4 the center of the MCZ plate is marked with (c), in which the highest concentration of impurities is present. Otherwise it can be seen that the fluctuation in The concentration of impurities in the MCZ platelet is of the same order of magnitude as in the NTD-FZ platelet according to FIG FIG. 3, however, for the MCZ platelets, the concentration of impurities in the middle is higher than in the edge areas.

Auch das NTD-FZ-Plättchen kann für einen erfindungsgemäßen Thyristor verwendet werden. In diesem Fall kann ein gewünschtes Plättchen mit einem Störstellenkonzentrationsprofil, dessen höchster Wert sich im Zentrum befindet, dadurch erhalten werden, daß die Mitte des FZ-Plättchens mit einer höheren Dosis von Neutronen bestrahlt wird als die Randbereiche.The NTD-FZ platelet can also be used for a Thyristor can be used. In this case, a desired platelet with an impurity concentration profile, whose highest value is in the center can be obtained by placing the center of the FZ plate is irradiated with a higher dose of neutrons than the edge areas.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Thyristors unter Anwendung der Erfindungsgedanken wird nun zusammengefaßt dargelegt. Ein Halbleiter mit (für dieses Beispiel) η-Leitfähigkeit wird benötigt, dessen Störstellenkonzentration im Zentrum höher als an irgendeiner sonstigen Stelle ist. Natürlich kann auch ein Plättchen verwendet werden, das einen Spitzenwert der Störstellenkonzentration an irgendeiner anderen Stelle als imA method of making a thyristor using the concepts of the invention will now be summarized set out. A semiconductor with (for this example) η conductivity is required, its impurity concentration is higher in the center than anywhere else. A plate can of course also be used that has a peak value of the impurity concentration somewhere other than in

Zentrum hat, doch ist dies weniger vorteilhaft. Eine p-Dotiersubstanz wird sowohl von der Oberseite als auch von der Unterseite her in das Plättchen hineindiffundiert, was aufgrund des oberen p-Dotierungsbereichs zu einer zweiten Basisschicht 2 und aufgrund des unteren p-Dotierungsbereichs zu einer ersten Emitterschicht 3 führt, wie in Fig. 1 dargestellt. Die verbleibende η-Schicht des Plättchens bildet die erste Basisschicht 1. In einem weiterem Diffusionsschritt wird von oben in die zweite Basisschicht 2 ein n-Dotiermittel hineindiffundiert. Bei dieser Diffusion darf das Mittel jedoch nur zu einem Teil in die zweite Basisschicht 2 eindringen, wodurch eine zweite Emitterschicht 4 erzeugt wird. Außerdem ist das Zentrum des Plättchens während des letztgenannten Diffusionsvorgangs durch eine Maske abgedeckt, so daß ein Torbereich 5 der zweiten Basisschicht 2 verbleibt und zur oberen Fläche des Plättchens in dem Bereich des Plättchens, in dem sich die höchste Störstellenkonzentration vorfindet, freiliegt. Anschließend werden die erste Emitterelektrode 6 an der unteren Fläche' der ersten Emitterschicht 3, eine zweite Emitterelektrode 7 auf einem Teil der oberen Fläche der zweiten Emitterschicht 4 und eine Torelektrode auf dem zur Oberfläche der zweiten Basisschicht 2, was dem Torbereich 5 entspricht, eine Torelektrode formiert. Die bisherige Beschreibung betrifft einen p-Tor-Thyristor, doch ist es für den Fachmann klar, daß das erfindungsgemäße Konzept ebenso für andere Thyristoren wie einen Gate-Tor-Thyristor, einen Thyristor für Flächenzündung, einen FI-Tor-Thyristor und einen lichtgesteuerten Thyristor anwendbar ist.Center, but this is less beneficial. A p-type dopant is used from both the top and also diffused into the platelet from the underside, which is due to the upper p-doping region to a second base layer 2 and due to the lower p-doping region to a first emitter layer 3 leads, as shown in FIG. The remaining η-layer of the platelet forms the first Base layer 1. In a further diffusion step an n-type dopant is diffused into the second base layer 2 from above. This diffusion is allowed however, only part of the agent penetrates into the second base layer 2, creating a second emitter layer 4 is generated. In addition, the center of the platelet is during the latter diffusion process covered by a mask, so that a gate area 5 of the second base layer 2 remains and to the upper Area of the plate in the area of the plate in which the highest concentration of impurities is found, exposed. Subsequently, the first emitter electrode 6 on the lower surface 'of the first emitter layer 3, a second emitter electrode 7 on a part of the upper surface of the second emitter layer 4 and a gate electrode on the surface of the second base layer 2, which corresponds to the gate area 5, a Gate electrode formed. The description so far is for a p-gate thyristor, but it is for the It is clear to those skilled in the art that the inventive concept can also be used for other thyristors such as a gate-gate thyristor, a thyristor for surface ignition, an FI gate thyristor and a light-controlled thyristor are applicable is.

Wie beschrieben, hat bei dem erfindungsgemäßen Thyristor der Teil der Basisschicht der ersten Leitfähig-As described, has in the thyristor according to the invention the part of the base layer of the first conductive

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keitstype, der sich unterhalb des Torbereichs mit der zweiten Leitfähigkeitstype befindet, eine höhere Stör-Stellenkonzentration als jeder andere Teil der Basisschicht. Wenn also eine überspannung in Durchlaß- oder Sperrichtung anliegt, fließt ein Strom von der Basisschicht in den Torbereich und wirkt als gewöhnlicher Tor- oder Zündstrom. Dies gibt die Möglichkeit, daß ein größerer Teil der Basisschicht gezündet wird, und die Verträglichkeit des Thyristors gegenüber Überspannungen ist damit verbessert, ohne daß in der Basisschicht heiße Stellen auftreten.type, which is located below the gate area with the second conductivity type, a higher concentration of impurities than any other part of the base layer. So if an overvoltage in forward or In the reverse direction, a current flows from the base layer into the goal area and acts as a normal one Gate or ignition current. This gives the possibility that a larger part of the base layer is ignited, and the tolerance of the thyristor to overvoltages is thus improved without being in the base layer hot spots occur.

Claims

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High bias load capacity thyristor 10

Claims

Thyristor with a four-layer pnpn area with the following structure:

a first base layer (1) of a first conductivity type /

a second base layer (2) of a second conductivity type, which also has a surface with a The surface of the first base region (1) is in contact to form a pn junction,

a first emitter layer (3) of the second conductivity type, of which to form a pn junction, an area with the second area of the first base layer - 25 (1). is in touch

a second emitter layer (4) of the first conductivity type, the one used to form a pn junction with one face with part of the other face of the second Base layer (2) is in contact, creating a goal area (5) in the area of the second base layer (2), which is not touched, is created, characterized in that the area (C) of the first Base layer (1) in the vicinity of the gate area (5) has a higher concentration of impurities than the rest Zones of the first base layer (1) has.

2. Thyristor according to claim 1, characterized in that all layers consist of silicon.

3. Thyristor according to claim 2, characterized in that that the first conductivity type is n-conductivity and the second conductivity type is p-conductivity is.

4. Thyristor according to claim 3, characterized in that all layers are irradiated by neutrons of silicon are formed in the flux melting zone and the zone of the gate area (5) has the highest neutron dose had received.

5. Method of making a thyristor, thereby characterized in that impurity material of a second conductivity type is divided into the upper and lower Surface of a semiconductor substrate (1) of a first conductivity type is diffused in and thereby the central region (C) has a higher impurity concentration than any other region of the substrate obtained so that a second base layer of the second conductivity type on the upper surface and a first emitter layer (3) of the second conductivity type on the lower surface, between where the area (1) of the first conductivity type forming a first base layer remains, arises, that an impurity material of the first conductivity type diffused from the upper surface of the substrate to form a second emitter layer (4) which covers the upper surface with the exception of a gate area (5) and is within the * · Area defined by the second base layer is located while the surface of the goal area of the second base layer is exposed to the surface and includes the central area.

6. The method according to claim 5, characterized in that that the semiconductor substrate is a silicon substrate.

7. The method according to claim 6, characterized in that the first conductivity type is n-conductivity and the second conductivity type p-conductivity is.

8. The method according to claim 5, characterized in that a second emitter electrode on the surface of the second emitter layer, which is exposed to the top, a gate electrode (8) on the surface the second base layer, which is exposed towards the top, and a first emitter electrode (6) the surface of the first emitter layer, which is exposed to the bottom, are formed.

9. The method according to claim 6, characterized in that that the semiconductor substrate is produced in a modified Czochralski process, in which a drawn silicon single crystal rod moves under the influence of a convection perpendicular to the Silicon melt is applied magnetic field and the rod is pulled so that the temperature higher in the border area between the silicon melt and the rod in the central area than in the edge area is.

10. The method according to claim 7, characterized in that that the semiconductor substrate is made of a semiconductor wafer, which is produced in a draw-melt process is obtained by neutron irradiation in which the central region of the plate is exposed to a higher neutron radiation dose than the edge zones.